AT511994B1 - Schweissroboter-arbeitsplatz - Google Patents

Abstract

Ein Schweißroboter-Arbeitsplatz, mit dem eine kleinräumige, automatisierbare und kostengünstige Funktionsverbindung zwischen einem Schweißtisch und einem Schweißroboter realisiert wird, besteht aus einem Normschweißtisch (1) für aufgespannte zu fügende Einzelteile von Werkstücken (20) und einen dazu passenden Schweiß-Portalroboter (10).Auf den zwei Randstreifen (4) der Tischfläche (3) des Normschweißtisches (1) sind parallele Führungsschienen (9) angeordnet, in denen die Stützständer (14) des Schweiß-Portalroboters (10) mittels passender Kontaktelemente längsbeweglich geführt und in jeder Arbeitsstellung justier- und fest arretierbar sind. Die Stützständer (14) des Schweiß-Portalroboters sind auch alternativ mit Fußflanschplatten (15) ausgestattet. Für die Werkstücke (20) ist ein Spannmittel tragender Schwenkteiltisch (16) auf dem Normschweißtisch (1) aufliegend angeordnet.Das Anwendungsgebiet sind kleinräumige Werkstätten von Zulieferanten für Schweißteile.

Description

österreichisches Patentamt AT 511 994 B1 2013-06-15

Beschreibung

SCHWEISSROBOTER-ARBEITSPLATZ

[0001] Die Erfindung geht von dem im Oberbegriff des Anspruches 1 definierten Schweißroboter-Arbeitsplatz aus.

[0002] Schweißroboter-Arbeitsplätze sind bekannter Stand der Technik, wobei der bisher an einem Schweißtisch tätige Facharbeiter, der mittels der von ihm erlernten und erlangten Fertigkeiten die Schweißarbeiten zum Fügen von vorher auf dem Schweißtisch positionierten und justierten Einzelteilen zu Werkstücken manuell ausführte, jetzt in der Regel durch einen Schweißroboter ersetzt ist. Dies erfolgt insbesondere in der Klein- und Mittelserienfertigung von sogenannten Schweißteilen in Werkstätten von Teile-Zulieferanten in der Metallbearbeitung für den Maschinen-, den Anlagen- und den Automobilbau. Beispielhaft für die übliche technologische Struktur von Schweißroboter-Arbeitsplätzen sind die Erfindungsbeschreibungen in DE 198 14 272 A1 DE 20 2006 003 260 U1 DE 20 2004 008 193 U1 und in AT 398 050 B.

[0003] Ein, in der Regel um sich selbst schwenkbarer Schweißroboter ist fest neben einem Schweißtisch, der als fester stationärer Tisch, als in Teilschritten schwenkbarer Auflagetisch oder als allseitig beweglicher Werkstück-Manipulator, für in der Regel vorher positionierte und fixierte Schweißteile, ausgebildet ist, angeordnet. Beide Arbeitsmittel sind dabei in einer Schweißkabine oder mit einer anderen Arbeitsplatz-Begrenzung aus Sicherheitsgründen, separiert. In der Nähe, an benachbarten Arbeitsplätzen tätige Facharbeiter sind dadurch nicht gefährdet.

[0004] Dabei finden auch die unter anderen aus EP 0541904 und aus AT 10976 U1 bekannten Arbeitstische oder modularen Arbeits- und Haltegestelle, für diesen Zweck mit rechteckigen Stahl- oder Guss-Tischplatten ausgestattet, Anwendung. Diese Stahl- oder Guss-Tischplatten verfügen sowohl auf ihrer waagerechten Tischfläche wie auch auf ihren vier senkrechten Tisch-Stirnseitenplatten über ein Rastersystem gleich großer und gleich beabstandeter Aufnahmebohrungen für Befestigungsschrauben und Klemmbefestigungsbolzen und damit nicht nur über gute Positionier- und Justiermöglichkeiten für die Teilespannung der zu schweißenden Werkstücke sondern auch über gute Möglichkeiten zur Adaption mit dem jeweiligen Schweißroboter, so dass die Funktionsverbindung der beiden Hauptkomponenten Schweißtisch und Schweißroboter eng gestaltet werden kann.

[0005] Diese Adaptionsmöglichkeit, so der bekannte Stand der Technik, wird aber bisher nicht genutzt, obwohl dies von Bearbeitungsmaschinen anderer Metallbearbeitungstechnologien her, wie in EP 156 39 44 A2 und in US 6 218 639 B1 beispielhaft beschrieben, bekannt ist. Der Schweißroboter und der Schweißtisch stehen aber als separierte Funktionskomponenten nebeneinander, so dass der Schweißarbeitsplatz eine größeren Raumbedarf hat und kostenaufwändiger in seiner praktischen Realisierung ist.

[0006] Es ist Aufgabe der Erfindung, diesen Nachteil unter dem Aspekt der Funktions-, der Raum- und der Kostenoptimierung zu überwinden.

[0007] Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen Schweißroboter-Arbeitsplatz so auszubilden, dass [0008] · eine unmittelbare funktionsfördernde Kontaktierung des Normschweißtisches mit

Tischplatte und des Schweißroboters stattfindet, [0009] · eine optimierte Beweglichkeit und Standfestigkeit des Schweißroboters über die

Stützständer-Komponenten gewährleistet ist und 1 /7 österreichisches Patentamt AT 511 994 B1 2013-06-15 [0010] · die Ausbildungsvorteile eines Normschweißtisches für eine neuartige Struktur des

Schwei ßroboter-Arbeitsplatz genutzt werden kann [0011] Das Problem wird mit dem Anspruch 1 gelöst.

[0012] Der vorgeschlagene Schweißroboter-Arbeitsplatz ist so konzipiert, dass [0013] · an zwei parallel gegenüber liegenden, mit Führungsschienen ausgestatteten, senk rechten Tisch-Stirnseitenplatten oder [0014] · auf zwei gegenüber liegenden, waagerechten Randstreifen auf der Tischfläche, ent lang der Tischkanten verlaufend, die mit Führungs- und Bewegungselementen ausgestatteten Stützständer des Portalbalkens eines Schweiß-Portalroboters entlang der Tischkanten, waagerecht gerichtet, verfahrbar angeordnet, sind. Die jeweilige Arbeitsstellung des Schwei ß-Portalroboters am Werkstück ist mittels der Robotersteuerung justierbar.

[0015] · Außerdem ist der Schweiß-Protalroboter des vorgeschlagenen Schweißroboter-

Arbeitsplatzes in vorausbestimmenden ortsfesten Arbeitsstellungen über die an den zwei Stützständern des Portalbalken angeordneten Fußflanschplatten auf der waagerechten Tischfläche auf und in den Aufnahmebohrungen der Stahl- oder Guss-Tischplatte verankert.

[0016] Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 4 angegeben. Die betreffen die Ausbildung der Führungen in und an den Führungsschienen, die Breite der Führungsschienen sowie die Ausbildung und Anordnung eines Schwenkteiltisches als ergänzenden Aufbau des Normschweißtisches.

[0017] Die Erfindung ist in vier Ausführungsbeispielen in den Figuren als Teilansichten vereinfacht dargestellt und im folgenden Teil der Beschreibung näher erläutert: [0018] Fig. 1 eine Vorderansicht mit stirnseitig angeordneten Führungsleisten [0019] Fig. 2 eine Draufsicht mit tischaufliegenden Stützständern und mit einem aufliegenden

Schwenkteiltisch [0020] Fig. 3 eine Vorderansicht mit breiten stirnseitig angeordneten Führungsleisten [0021] Fig. 4 eine Draufsicht nach Fig. 3 [0022] Fig. 5 eine Vorderansicht mit auf der Tischfläche angeordneten Führungsleisten [0023] Fig. 6 eine Draufsicht nach Fig. 5 [0024] Die in den Fig. 1 bis 6 dargestellten vereinfachten Teilansichten geringfügig unterschiedlich ausgebildeter Scheißroboter-Arbeitsplätze bestehen im Wesentlichen aus dem Normenschweißtisch 1, an und auf dessen Stahl- und Guss-Tischplatte 2 ein Schweißportalroboter 10, in den Fig. 1, 3, 4, 5, und 6 als bewegliches Arbeitsmittel dargestellt und in Fig. 2 als unbewegliches und ortsfestes Arbeitsmittel auf dem Normschweißtisch 1 dargestellt ist. Der Normschweißtisch 1, dessen rasterartig angeordnete Aufnahmebohrungen nicht dargestellt sind, besteht aus einer rechteckigen Stahl- oder Gusstischplatte 2 mit waagerechten Tischfläche 3. Die vier senkrechten Tischplatten-Stirnseiten 8 sind, die waagerechten Tischkanten 5 bildend, als feste und steife Tisch-Stirnseitenplatten 6 ausgebildet und ebenfalls mit nicht dargestellten rasterartig angeordneten Aufnahmebohrungen ausgestattet. Der Normschweißtisch 1 verfügt über mindestens vier Tischfüße 7, die ausreichend stark und steif dimensioniert und strukturiert sind, um den über an- oder aufliegenden Führungsschienen 9 und Fußflanschplatten 15 beweglich oder festgehaltenem, aufsitzenden Schweiß-Portalroboter 10 auf dem Normschweißtisch 1 genau zu positionieren und sicher in den jeweiligen Arbeitsstellung am Werkstück 20 zu fixieren.

[0025] Der Schweiß-Portalroboter 10 selbst besteht aus dem Portalbalken 11, auf dem linear der Schweißkopf 12, mit der Schweißflammenführung 13 linear gerichtet, waagerecht hin und 2/7 österreichisches Patentamt AT511 994 B1 2013-06-15 her beweglich, angeordnet ist. Der Portalbalken 11 liegt an seinen beiden Enden auf zwei senkrechten Stützständern 14 auf, die an ihren unteren Enden, wie in den Fig. 1, 3, 4, 5, und 6 dargestellt, mittels ihrer korrespondierenden Führungen 22 und mittels nicht dargestellter Bewegungselemente in den Führungsschienen 9, an oder auf dem Normschweißtisch 1 angeordnet, waagerecht gerichtet beweglich sind. Die korrespondierenden Führungen 22 haben eine in und zu den Führungsschienen 9 passende T-förmige Querschnittsform. Die Bewegungen des Schweiß-Portalroboters 10 werden über nicht dargestellte elektromotorische Antriebe aktiviert und über eine ebenfalls nicht dargestellte Robotersteuerung gesteuert. Die werkstückabhängige Arbeitshöhe des Schweiß-Portalroboters 10 über der Tischfläche 3 des Normschweißtisches 1 ist über eine unterschiedliche Breite der jeweils zwei an den gegenüberliegenden Tischplattenstirnseiten 6 stirnseitig angebrachten parallel verlaufende Führungsschienen 9 in Grenzen variabel bestimmbar. Die in Fig. 3 dargestellten Führungsschienen 9 haben gegen über den in Fig. 1 dargestellten Führungsschienen 9 beispielhaft das doppelte Breitenmaß.

[0026] Bei dem in Fig. 2 dargestellten Schweißroboter-Arbeitsplatz sind die beiden Stützständer 14 des Schweiß-Portalroboters 10 mittels stirnseitig angeordneten tischaufliegenden Fußflanschplatten 15 auf der Stahl- oder Guss-Tischplatte 2 unbeweglich befestigt. Diese Arbeitsstellung ist bedingt durch die rasterförmige Anordnung der nicht dargestellten Aufnahmebohrungen auf der Tischfläche 3 werkstückabhängig veränderbar. Ergänzend zu der nur in einer waagerechten Richtung ein- und verstellbaren Anordnung des Schweißkopfes 12 ist auf der Tischfläche 3 ein Schwenkteiltisch 16 mit seinem Unterteil 17 angeordnet. Dessen schwenkendes Oberteil 18 ist mit vier Werkstücken 20 belegt, die mit Spannmitteln 21 geklemmt und um die senkrechte Schwenkachse 19 in vier Teilschritten ein- und verstellbar sind. Damit ist der flexible nutzbare Schweißroboter-Arbeitplatz kleinräumig und kostengünstig realisierbar.

BEZUGSZEICHENLISTE 1 Normschweißtisch 2 Stahl- oder Guss-Tischplatte 3 Tischfläche von 2 4 Randstreifen von 3 5 Tischkanten von 2 6 Tisch-Stirnseitenplatten 7 Tischfüße 8 Tischplatten-Stirnseite(n) von 2 9 Führungsschienen 10 Schwei ß-Portalroboter 11 Portalbalken von 10 12 Schweißkopf 13 Schweißflammenführung 14 Stützständer für 11 15 Fußflanschplatte(n) für 14 16 Schwenkteiltisch 17 stationäres Untereil von 16 18 schwenkendes Oberteil von 16 19 senkrechte Schwenkachse von 18 20 Werkstück(e) 21 Spannmittel für 20 22 Führungen von 9 3/7

Claims (4)

1. österreichisches Patentamt AT 511 994 B1 2013-06-15 Patentansprüche 1. Schweißroboter-Arbeitsplatz bestehend aus einem modularen Norm-Schweißtisch, dessen rechteckige Stahl- oder Guss-Tischplatte mit einem Rastersystem gleich großer und gleich beabstandeter Aufnahmebohrungen für Befestigungsschrauben oder für Klemmbefestigungsbolzen sowie an zwei parallel gegenüberliegenden senkrechten Tisch-Stirnplattenseiten mit Führungsschienen ausgestattet ist, um das Zusammenschweißen von aufgespannten und zufügenden Einzelteilen von Werkstücken mittels eines Schweißroboters zu realisieren, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schweiß-Portalroboter (10) mittels an seinen zwei Stützständern (14) des Portalbalkens (11) angeordneter • Führungs- und Bewegungselemente sowie • Fu ßflanschplatten (15) auf den zwei gegenüberliegenden waagerechten Randstreifen (4) der waagerechten Tischfläche (3) der Stahl- oder Guss-Tischplatte (2) eines Norm-Schweißtisches (1), entlang dessen Tischkanten (5) verlaufend, waagerecht gerichtet verfahrbar und in vorausbestimmten ortsfesten Arbeitsstellungen am Werkstück (20) mittels Klemmbefestigungsbolzen justier- und fest verankerbar ist.
2. 2. Schweißroboter-Arbeitsplatz nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die miteinander korrespondierenden Führungen (22) der Führungsschienen (9) und der Stützständer (14) des Portalbalkens (11) als offene Flachführungen mit rechteckigem sowie T-förmigen Querschnitt oder als Säulenführungen mit halbkreis- oder kreisförmigen Querschnitt ausgebildet sind.
3. 3. Schweißroboter-Arbeitsplatz nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass über eine gegenüber dem Höhenmaß der senkrechten Tisch-Stirnseitenplatten (8) breiteren Ausbildung der beiden parallel verlaufenden Führungsschienen (9) die benötigte Arbeitshöhe des Schweiß-Portalroboter (10) über der Tischfläche (3), werkstückabhängig variabel bestimmbar ist.
4. 4. Schweißroboter-Arbeitsplatz nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass insbesondere bei Anwendung eines Schweiß-Portalroboters (10) mit einer unbeweglichen Anordnung der Stützständer (14) des Portalbalkens (11) mittels Fußflanschplatten (15) auf der Stahl- oder Guss-Tischplatte (2) ergänzend ein Schwenkteiltisch (16) angeordnet ist, der mit seinem stationären Unterteil (17) fest und mit seinem, Werkstück (20) und Spannmittel (21) tragenden, Oberteil (18) in Teilschritten, um seine senkrechte Schwenkachse (19) herum, schwenkend ein- und verstellbar ist. Hierzu 3 Blatt Zeichnungen 4/7